В середине XIX в. число известных химических элементов возросло настолько (оно достигло 63), что возникла потребность их упорядочения.
В 1864 году немецкий химик Мейер опубликовал таблицу 27 элементов, расположенных по возрастанию их относительных атомных масс и сгруппированных по их валентности. Остальные известные элементы Мейер не смог включить в эту таблицу по той причине, что для этих элементов не были установлены либо точные значения их относительных атомных масс, либо точные значения валентности.
История развития химии показала, что Мейер был на правильном пути в своих попытках классифицировать элементы. В сущности правильной была выбранная им и единственная в то время для всех химических элементов общая их характеристика (физическая величина) – масса.
В 1869 году Д.И. Менделеев составил таблицу, включающую большинство известных элементов, в которой элементы были сгруппированы в нескольких горизонтальных рядах так, что вертикальные столбцы включали элементы, сходные по химическим свойствам. Эта таблица, которую Менделеев назвал системой элементов, сегодня называется Периодическая система химических элементов. Кроме того, им был открыт и сформулирован фундаментальный закон природы – Закон периодичности:
Свойства простых тел, также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости (или, выражаясь алгебраически, образуют периодическую функцию) от величины атомных весов элементов.
Формулировка Д.И. Менделеева в учебнике “Основы химии”, 1868-1870.
Периодический закон (современная формулировка)
Свойства элементов находятся в периодической зависимости от их порядкового номера.
За основу классификации элементов Менделеев, как и Мейер, принял массу, но при этом Менделеев не рассматривал массу как единственную характеристику элемента. В современной формулировке Периодического закона отражается зависимость свойств элементов от порядкового номера элемента Z, т.е. от заряда ядра атомов, поскольку именно величина Z однозначно характеризует химический элемент. Не менее важным был учет Менделеевым химических свойств элементов; именно эти свойства для некоторых элементов оказались решающими при выборе места данного элемента в таблице. В наши дни открытие Менделеева блестяще подтвердилось; все новые элементы как обнаруженные в природе, так и синтезированные искусственно, занимают свое естественное место в Периодической системе.